[發明專利]混菌發酵纖維素生產燃料乙醇的方法

無效

• 申請號: 200810020842.8
• 申請日: 2008-07-29
• 公開（公告）號: CN101333553A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 蔣立建;陳香;焦秀鳳;仕翔鳴
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C12P39/00
• 分類號: C12P39/00;C12P7/10;C12R1/19;C12R1/865
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明是一種采用木質纖維素資源生產燃料乙醇的方法，屬于可再生能源制造的技術領域。

背景技術

隨著世界工業化進程及現代化的飛速發展，不可避免地會出現各種問題，能源供給是其中最嚴重的問題之一。石油、煤炭、天然氣等化石能源是滿足現階段能源需求的主要資源，但是化石能源資源是有限且不可再生的，據預測，到2050年原油的生產將由現在的每年250億桶下降到50億桶，煤炭及天然氣也會在有限的時間里開發罄盡。因此，全球范圍內對于開發新的可替代能源的興趣及研究力度越來越大。太陽能、風能和生物質能源都是取之不盡、用之不竭的可再生能源資源，所以是研究開發的重中之重。近幾年，生物能源的研究與應用取得了巨大的進展^[1-3]，其中生物乙醇已成為一種可替代石油、環保的能源。但是，以傳統的方法采用淀粉質谷物或糖蜜為原料發酵，乙醇的成本價是汽油的兩倍，且消耗大量的糧食，與人類的生存相競爭。另一方面，地球上存在豐富的木質纖維素資源，如麥草、玉米秸稈、玉米芯、大豆渣、甘蔗渣、制漿和造紙廠的纖維渣、鋸末、林業廢棄物等^[4]，僅我國每年的農作物秸桿就約8億噸之多，該類物質除少量用于紡織，造紙和飼料加工等行業，大部分被廢棄或燒毀，既造成了資源浪費，又造成環境污染^[5]。如果能將工農業生產廢棄的纖維素進行發酵，既可以拓寬飼料和人類食品的新來源，同時又可以處理廢物，凈化環境，保護生態。

因此，從人類的長遠利益著想，以地球大量存在且可再生的天然纖維素尤其是各種廢棄纖維素資源發酵生產乙醇的研究具有極其重要的意義。世界上許多發達國家正大力開展纖維素類生物質發酵生產乙醇的研究，每年都有數百篇研究論文和專利發表^[6-9]。最有代表性的是美國弗羅里達州立大學的Ingram團隊，他們在纖維素和木聚糖發酵方面做了大量的工作^[10-11]，構建了發酵木聚糖的大腸桿菌工程菌，革蘭氏陽性菌工程菌，外源基因整合染色體工程菌等。在優化的條件下，大腸桿菌基因工程菌在含有10％葡萄糖和8％木糖的每升發酵液中發酵可分別獲得54.4和41.6克乙醇，相關研究先后申請了近20項專利。

我國政府也已將纖維素發酵生產乙醇引入國家發展計劃。早在2000年9月國務院正式批準了在國內發展燃料乙醇試點，并將由木質纖維素生物轉化成燃料乙醇列入863項目指南，現已取得了一些初步成就。已自主開發了以甜高梁莖稈為原料生產燃料乙醇的技術，并在黑龍江等地開展了甜高梁的種植及發酵生產燃料乙醇試點，在安徽豐原等企業已形成年產600噸的試驗生產能力。但總的來說，這類研究還剛剛起步，直接用基因工程菌發酵纖維素、木聚糖等生物質生產乙醇的報道為數不多^{[2，4，6，12，13]}，發酵成本還普遍較高。在化石能源日益短缺、能源形勢日益嚴重的今天，加大力度開展纖維素類生物質發酵生產乙醇的研究非常重要。

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[11]Ingram，etal.，US?7192772，2007